空中水汽自己的绝热上升运动…

张学文，2020 11 04

气象学里给出干空气绝热上升时每升高100米的高度，其温度减低0.98度。而我们经常遇到的空气（对流层大气）温度随高度的减少比这个梯度要小（是0.6度/100米）。---这意味着即便有个别空气团上升，也因为它绝热上升降温快而使得它比周围空气重，从而不再上升。即这样的空气层是稳定的，空气自己是没有上升动力的。空气即便局部被干扰而上升，也会因为上升的空气比周围的空气温度低而更重，从而终止上升运动。

干空气绝热每上升100米温度减少0.98℃是用如下公式计算出来的（g是重力加速度，是干空气的比热，C_P是干空气的定压比热，T，H分别是气温与空气的高度，气象教科书中有）

（dT/dH）=-g/C_P=-0.98℃/100m

可是，对于水汽，其定压比热比空气大，于是以上公式中的C_P值就从1焦耳/克度，变成为水汽的比热值1.846焦耳/克度。于是按照上面的公式，水汽绝热上升100米其温度就下降的少。它仅有-0.54℃/100m。

而我们知道一般对流层的空气中的其气温随高度减少0.6℃/100m 。--于是一般的小空气微团即便是绝热上升了，由于它的温度要比周围空气冷（重）而停止上升（稳定）。而水汽则上升时自己的温度减少的慢，而且比周围空气的气温减少也慢，于是水汽的就进一步比周围空气轻。其结论自然是水汽的偶然上升运动引起的温度减少比周围空气小，这自然引起水汽比周围空气更轻，或者说水汽会因此而获得新的上升运动的动力。

小结：在一般的空气铅直气温分布特征下，水汽应当存在相对于空气的上升运动。

就我所知，气象学没有单独分析水汽自己相对于空气的上升运动。而这里提供的理由直接说明水汽在空中类似于空中的氢气球：它存在相对于空气的上升运动。